不同淬火温度对材料组织性能的影响.docx

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1、内蒙古工业大学综合实验论文本科综合实验论文（题目：不同淬火温度对材料组织性能的影响学生姓名：学院：材料科学与工程系别：材料与冶金工程专业：材料物理班级：指导教师：年月1内蒙古工业大学综合实验论文目录第一章不同淬火温度对材料组织性能的影响11.1实验目的11.2实验设备及材料11.3实验原理11.4综合实验方案与步骤21.4.1实验方案21.4.2实验步骤2第二章实验结果32.1热处理前后性能32.2试样组织照片3第三章实验结论与分析8参考文献108内蒙古工业大学综合实验论文第一章不同淬火温度对材料组织性能的影

2、响1.1实验目的①熟悉中碳钢（45钢）的基本热处理（淬火、回火）的工艺方法；②熟悉式样的制备过程（粗磨、精磨、抛光、侵蚀）；②学习利用淬火及回火前后钢件组织形貌分析影响性能原因；③利用亚共析钢的热处理工艺的原理及工艺方法研究淬火、回火温度对钢件组织与物理性能（硬度、电阻率等）的影响；1.2实验设备及材料箱式电阻炉、试样切割机、砂轮机、纱纸等抛光机、洛氏硬度计、4%的硝酸、酒精、金相显微镜双臂电桥电阻率测试仪、淬火介质常温水、45钢圆柱试样如下1.3实验原理图1-1铁碳部分相图图1-2共析钢冷却转变曲线淬火：将

3、钢加热至临界点Ac3或Ac1以上一定温度，保温后以大于临界冷却速度的11内蒙古工业大学综合实验论文速度冷却得到马氏体的热处理工艺。对于亚共析钢通常加热至Ac3以上30-50℃。淬火介质冷却能力越大，钢的冷却速度越快，越容易超过钢的临界淬火速度，淬硬层越深，但将产生巨大的淬火应力。水的冷却能力很大，但冷却特性不好；油冷却特性较好，但冷却能力较低。回火：将淬火钢在A1以下温度加热，使其转变为稳定的回火组织，并以适当方式冷却到室温的工艺。低温回火温度约为150-250℃，回火组织主要为回火马氏体，得到混合马氏体，有

4、很高的硬度和耐磨性，提高了钢的强度和塑形，保持优良的综合力学性能。中温回火温度约350-500℃，回火组织主要为回火托氏体，具有较高的强度和硬度，良好的塑形和韧性。高温回火温度约500-650℃，组织为回火索氏体。回火保温时间一般为1-2小时。淬火加热温度的选择：45钢属于亚共析钢，在一般的热处理工艺中，奥氏体化时需要加热到Ac3以上30-50度，否则加热到双相区，由于淬火组织中存在软相铁素体会导致强度和硬度大大降低，从而导致性能严重下降淬火冷却介质的选择：45钢是中碳钢，因而淬透性比较差，所以为了获得马氏体

5、组织，我们需要用淬火能力比较强的水来作为淬火介质。回火温度的选择：回火马氏体：低温回火（150-250度）组织。它保留了原马氏体形态特征。针状马氏体回火析出了极细的碳化物，容易受到侵蚀，在显微镜下呈黑色针状。低温回火后马氏体针变黑，而残余奥氏体不变仍呈白亮色。低温回火后可以消除淬火钢的内应力，增加韧性，同时仍能保证钢的高硬度。回火屈氏体：中温回火（350-500度）组织。回火屈氏体是铁素体与粒状渗碳体组成的极细混合物。铁素体基本上保持了原马氏体形态，第二相渗碳体则析出在其中，呈极细颗粒状，用光学显微镜极难分辨

6、。中温回火后有很好的弹性和一定的韧性。回火索氏体：高温回火（500-600度）组织。回火索氏体是铁素体与较粗的粒状渗碳体所组成的机械混合物。碳钢回火索氏体中的铁素体已经通过再结晶，呈等轴晶粒。经充分回火的索氏体已经没有针状的形态。在大于500倍的光镜下，可以看到渗碳体颗粒。回火索氏体具有较好的综合性能。注意：回火屈氏体、回火索氏体是淬火马氏体钢回火时的产物，它们的渗碳体是颗粒状的，且均匀地分布在铁素体的基体上；而直接冷却的索氏体和屈氏体是过冷奥氏体11内蒙古工业大学综合实验论文形成的，其渗碳体一般是层状的。1

7、.4综合实验方案与步骤1.4.1实验方案表1-145号钢热处理工艺表试样编号淬火温度/℃保温时间/min冷却介质回火温度/℃回火时间/min175030水20060275030水40060384030水20060484030水40060584030水65060690030水200601.4.2实验步骤①用双臂电桥测量未经处理的直径10mm的45号钢的电阻率，并截取一段测量其洛氏硬度；②调节仪表温度到所需温度，加热到该温度将试样放入；③加热并进行保温半小时；④将试样垂直催入水中，不断移动试样，注意试样不能露出水

8、面；⑤用双臂电桥分别测量编号为1、3、6试样的电阻率，截取此三个编号试样各一段测量其洛氏硬度；⑥按表1-1将六组试样进行回火处理；⑦测量回火后各试样的电阻率，取多个点测量洛氏硬度；⑧将之前淬火后截取的三个试样与回火后六个试样以及原件进行打磨、抛光等处理，腐蚀后观察金相组织；⑨对比分析45号钢淬火、回火前后组织、硬度、电阻率的变化规律及不同。11内蒙古工业大学综合实验论文第二章实验结果2.1热处理前后